(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
化学プラントにおける高電圧・高電力モータで駆動される遠心圧縮機と、
前記圧縮機の吐出口から吐出されて前記圧縮機の吸入口に通じるガス流路に介装されるインレットガイドベーンと、
前記圧縮機の吐出口から吐出されて前記圧縮機の吸入口に通じるガス流路に介装され、圧縮機の吸入ガス流量に応じて開度制御されるアンチサージ弁と、
を備え、
前記圧縮機の吐出圧力が吐出圧力制御ラインになるように前記高電圧・高電力モータの回転数を制御するようにしたモータ駆動式圧縮機の運転方法において、
前記圧縮機の性能曲線におけるサージラインと平行でかつアンチサージ制御ラインより運転側に立上用制御ラインを設定し、
前記圧縮機の立上時には、前記インレットガイドベーンの開度を圧縮機の吸込圧力及び吐出圧力に応じて制御し、前記立上用制御ラインに沿って圧縮機を立ち上げていくこと、
を特徴とするモータ駆動式圧縮機の運転方法。
【請求項２】
前記立上用制御ラインは、サージラインに対してガス流量が３０％以内に設定されることを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動式圧縮機の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化学プラント等における大型モータ駆動式圧縮機の運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種圧縮機の運転方法として、圧縮機の吸入口に吸入されるガス流路に介装され、圧縮機の吸込圧力に応じて開度制御されるインレットガイドベーンと、前記圧縮機の吐出口から吐出されて前記圧縮機の吸入口に通じるガス流路に介装され、圧縮機の吸入ガス流量に応じて開度制御されるアンチサージ弁とを備え、アンチサージ弁による流量制御によりサージング現象の発生を防止すると共に、インレットガイドベーンによる吸込圧力制御によりオーバートルクの発生を防止しトリップを回避して運転することは良く知られている（特許文献１）。
【０００３】
また、この種圧縮機は、モータ設備容量に基づき駆動されるため、圧縮機が運転上想定される最大容量をモータ設備が保有する必要がある。この最大容量は、圧縮機の場合、立上時に発生することが多く、専ら立上時用にモータが定格以上に運転できるようになっている特性を用いてその最大駆動力と定格容量を加味してモータ容量が決定されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３１６７５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、この際のモータ容量は、立上時の駆動力を確保するために、定格以上に大きなモータを準備することが多い。
【０００６】
また、立上時のモータ駆動力を低減するために、圧縮機の入側に流量制御弁を配置していることがあるが、流量制御弁と圧縮機との間における容積が応答性を鈍らせるために余裕を持った制御が要求されており、結局、圧縮機駆動用モータにおいて設備費の低減と最適設計による高効率操業が不十分であった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、圧縮機駆動用モータにおいて設備費の低減と最適設計が十分に図れるモータ駆動式圧縮機の運転方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するための本発明に係るモータ駆動式圧縮機の運転方法は、
化学プラントにおける高電圧・高電力モータで駆動される遠心圧縮機と、
前記圧縮機の吐出口から吐出されて前記圧縮機の吸入口に通じるガス流路に介装されるインレットガイドベーンと、
前記圧縮機の吐出口から吐出されて前記圧縮機の吸入口に通じるガス流路に介装され、圧縮機の吸入ガス流量に応じて開度制御されるアンチサージ弁と、
を備え、
前記圧縮機の吐出圧力が吐出圧力制御ラインになるように前記高電圧・高電力モータの回転数を制御するようにしたモータ駆動式圧縮機の運転方法において、
前記圧縮機の性能曲線におけるサージラインと平行でかつアンチサージ制御ラインより運転側に立上用制御ラインを設定し、
前記圧縮機の立上時には、前記インレットガイドベーンの開度を圧縮機の吸込圧力及び吐出圧力に応じて制御し、前記立上用制御ラインに沿って圧縮機を立ち上げていくこと、
を特徴とする。
【０００９】
また、前記立上用制御ラインは、サージラインに対してガス流量が３０％以内に設定されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るモータ駆動式圧縮機の運転方法によれば、インレットガイドベーンによる吸込圧力制御により、最適な制御性を有するモータ駆動による立上時の駆動力制限を実現し、低容量モータによる圧縮機の立上を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に係るモータ駆動式圧縮機の運転方法を実施例により図面を用いて詳細に説明する。
【実施例】
【００１２】
図１は本発明の一実施例を示すモータ駆動式圧縮機の立上時の制御ブロック図、図２はモータ駆動式圧縮機の性能曲線を示すグラフ、図３はモータ駆動式圧縮機の全運転時の制御ブロック図である。
【００１３】
図３に示すように、化学プラントにおける遠心式圧縮機１０のロータ軸は、クラッチ１１及びギア１２を介して高電圧・高電力の電動モータ１３の出力軸に連結されている。
【００１４】
圧縮機１０の吸入口１０ａには吸入配管（ガス流路）１４が接続され、この吸入配管１４が入口側配管（ガス流路）１５を介して入口ヘッダ１６に接続されている。一方、圧縮機１０の吐出口１０ｂには吐出配管（ガス流路）１７が接続され、この吐出配管１７が出口側配管（ガス流路）１８を介して出口ヘッダ１９に接続されている。また、吸入配管１４と入口側配管１５の分岐管部と、吐出配管１７と出口側配管１８の分岐管部とが連通管（ガス流路）２０で接続される。
【００１５】
前記吸入配管１４には、圧縮機吸込圧力Ｐｓを検出する吸入側圧力計２１と圧縮機吸込流量Ｆｓを検出する吸入側流量計２２とインレットガイドベーン（以下、ＩＧＶと称す）２３とが介装される。また、入口側配管１５には、逆止弁２４が介装される。一方、吐出配管１７には、圧縮機吐出圧力Ｐｄを検出する吐出側圧力計２５が介装される。また、出口側配管１８には、逆止弁２６が介装される。そして、連通管２０には、アンチサージ弁２７が介装される。
【００１６】
前記吸入側圧力計２１の検出信号は、圧縮機制御装置３０のＩＧＶ制御器（ＩＧＶＣ）３３と立上用制御器（ＳＣ）３４に入力される。また、吸入側流量計２２の検出信号は、アンチサージ弁制御器（ＡＳＶＣ）３２に入力される。また、吐出側圧力計２５の検出信号はモータ制御器（ＭＣ）３１と立上用制御器（ＳＣ）３４に入力される。
【００１７】
前記モータ制御器（ＭＣ）３１は、吐出側圧力計２５の検出信号に応じて、所定の吐出圧力（図２の吐出圧力制御ラインＬｄ参照）になるようにモータ１３の回転数を制御する。また、アンチサージ弁制御器（ＡＳＶＣ）３２は、吸入側流量計２２の検出信号に応じて、圧縮機１０がサージング現象を生起しないようにアンチサージ弁２７の開度を制御する。また、ＩＧＶ制御器（ＩＧＶＣ）３３は、吸入側圧力計２１の検出信号に応じて、所定の吸入圧力になるようにＩＧＶ２３の開度を制御する。
【００１８】
そして、前記立上用制御器（ＳＣ）３４は、図１にも示すように、圧縮機１０の立上時には、吸入側圧力計２１と吐出側圧力計２５の検出信号に応じて、基本的には、ＩＧＶ駆動装置３５により、ＩＧＶ２３の開度を制御するようになっている。
【００１９】
この際、立上用制御器（ＳＣ）３４は、図２に示す性能曲線におけるサージラインＬａと略平行でかつアンチサージ制御ラインＬｂより運転側（内側）に仮想の立上用制御ラインＬｃを設定し、前記ＩＧＶ２３の開度を徐々に増大させて、前記立上用制御ラインＬｃに沿って圧縮機１０を立ち上げていくようになっている。即ち、立上時の運転点を、立上用制御ラインＬｃ上を移動させるのである。
【００２０】
前記立上用制御ラインＬｃは、制御の応答性等を考慮して、サージラインＬａに対してガス流量が略３０％以内（図２の例では略２０％以内）に設定される。尚、アンチサージ制御ラインＬｂは、一般的に、サージラインＬａに対してガス流量が略１０％以内に設定される。また、図２に示す性能曲線は、横軸に体積流量Ｑ、縦軸に吐出圧力Ｐｄをとり、これらの関係を、ＩＧＶ開度をパラメータとして示したもので、図中Ｌｄは前述した（目標）吐出圧力制御ラインである。
【００２１】
このように構成されるため、圧縮機１０の定常運転時には、アンチサージ弁制御器（ＡＳＶＣ）３２によるアンチサージ弁２７の流量制御によりサージング現象の発生を防止すると共に、ＩＧＶ制御器（ＩＧＶＣ）３３によるＩＧＶ２３の圧縮機吸込圧力（Ｐs）制御によりオーバートルクの発生を防止し電動モータ１３のトリップを回避して運転される。
【００２２】
一方、圧縮機１０の立上（起動）時には、立上用制御器（ＳＣ）３４により、基本的には、ＩＧＶ２３の開度を徐々に増大させて、圧縮機１０の性能曲線におけるサージラインＬａと略平行でかつサージラインＬａに対してガス流量が略２０％以内に設定された立上用制御ラインＬｃに沿って圧縮機１０が立ち上げられる。
【００２３】
これにより、アンチサージ弁制御器（ＡＳＶＣ）３２によるアンチサージ制御を生かしつつ、ＩＧＶ２３による圧縮機吸込圧力（Ｐs）制御により、オーバートルクの発生を防止して圧縮機１０を効果的に立ち上げられる。即ち、最適な制御性を有するモータ駆動による立上時の駆動力制限を実現し、低容量モータによる圧縮機１０の立上を実現することができるのである。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施例を示すモータ駆動式圧縮機の立上時の制御ブロック図である。
【図２】モータ駆動式圧縮機の性能曲線を示すグラフである。
【図３】モータ駆動式圧縮機の全運転時の制御ブロック図である。
【符号の説明】
【００２５】
１０  遠心式圧縮機
１１  クラッチ
１２  ギア
１３  電動モータ
１４  吸入配管（ガス流路）
１５  入口側配管（ガス流路）
１６  入口ヘッダ
１７  吐出配管（ガス流路）
１８  出口側配管（ガス流路）
１９  出口ヘッダ
２０  連通管（ガス流路）
２１  吸入側圧力計
２２  吸入側流量計
２３  インレットガイドベーン（ＩＧＶ）
２４  逆止弁
２５  吐出側圧力計
２６  逆止弁
２７  アンチサージ弁
３０  圧縮機制御装置
３１  モータ制御器（ＭＣ）
３２  アンチサージ弁制御器（ＡＳＶＣ）
３３  ＩＧＶ制御器（ＩＧＶＣ）
３４  立上用制御器（ＳＣ）
３５  ＩＧＶ駆動装置
【図１】
0005221080.tif 000002
【図２】
0005221080.tif 000003
【図３】
0005221080.tif 000004